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Report
„Restgliederung“
3.5 Die Rolle des technischen Fortschritts (TF) im
Wachstumsprozess (WP)
3.6 Determinanten des technischen Fortschritts (TF)
3.6a Optimaler Patentschutz
3.7 Verteilungswirkung des technischen Fortschritts (TF)
Literatur:
Blanchard bzw. Blanchard/Illing, Kapitel 12-13.
Burda & Wyplosz, Macroeconomics, 3rd. ed. Oxford
Univ. Press 2001, Chapter 18
Abel & Bernanke, Macroeconomics, 5th ed., Chapter 6
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Dimensionen des technischen Fortschritts
 Höhere Produktivität der Faktoren Kapital und Arbeit
 Bessere Produkte
 Neue Produkte
 Eine größere Vielfalt von Produkten
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Zur Erinnerung: Das Solow-Modell mit BW und TF
Produktionsfunktion  = (, ) =  ()−
BIP-Wachstumsrate /
Rate des technischen Fortschritts  = /
WRder Erwerbsbevölkerung  = /
In Arbeitseffizienzeinheiten  = ( ) =  
Steady State (Solow): (∗ ) = ( +  + ) 
 konvergiert gegen ∗ und  gegen ∗ .
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Im steady state ist Output pro Effizienzeinheit
 =  / () konstant.
BIP  wächst mit Rate  + .
BIP pro Kopf / wächst mit Rate .
Langfristig bestimmt allein die Rate des technischen
Fortschritts das Wachstum des materiellen
Wohlstands.
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Empirische Evidenz
Growth of Output per Capita
1950-73
(1)
Rate of Technological Progress
1973-87 Change
(2)
(3)
1950-73
(4)
1973-87
(5)
Change
(6)
France
4.0
1.8
-2.2
4.9
2.3
-2.6
Germany
4.9
2.1
-2.8
5.6
1.9
-3.7
Japan
8.0
3.1
-4.9
6.4
1.7
-4.7
United Kingdom 2.5
1.8
-0.7
2.3
1.7
-0.6
United States
2.2
1.6
-0.6
2.6
0.6
-2.0
Average
4.3
2.1
-2.2
4.4
1.6
-2.8
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Spending on R&D as a Percentage of GDP
1963
1975
1989
France
1.6
1.8
2.3
Germany
1.4
2.2
2.9
Japan
1.5
2.0
3.0
United Kingdom
2.3
2.0
2.3
United States
2.7
2.3
2.8
Source: Kumiharu Shigehara,
“Causes of Declining Growth in Industrialized Countries.”
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Zusammenfassung der Evidenz:
Rate des technischen Fortschritts hat
abgenommen.
Ausgabenanteil für Forschung und Entwicklung ist
jedoch nicht gesunken.
Ist der Forschungsprozess ineffizient geworden?
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Mögliche Erklärung: Messfehler
Produktqualität und –vielfalt stellen Ergebnisse von
Forschung und Entwicklung dar, die bei kompetitiven
Preisen das BIP nicht notwendigerweise erhöhen.
Beispiel: Elektronische Geräte
Verbesserungen in der Leistungsfähigkeit bei
konstanten Preisen.
Leistungsmerkmale gehen nicht in Preisvergleiche ein.
Folge: Überschätzung der Inflation, Unterschätzung des
technischen Fortschritts.
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Formale Analyse anhand der Produktionsfunktion
Produktionsfunktion  = (, ) =  ()−
Totales Differential:
 =  − ()−  + ( − ) 
− ( 
+  )
/ =  / + ( − ) ( / + / )
/ = / + ( − )  + ( − ) 
Wachstumsrate des BIP setzt sich zusammen aus
Anteilen, die auf Wachstum der drei Faktoren Kapital,
Arbeit und Wissen basieren.
Welchen Anteil hat technischer Fortschritt?
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Quellen des Wachstums in den USA (% pro Jahr)
1929 – 1982
1982 – 2000
Labor growth
1,34
1,45
Capital growth
0,56
1,18
Productivity growth
1,02
0,97
Total output growth
2,92
3,60
Quelle: Abel & Bernanke, Macroeconomics, 5th ed., page 215
Schätzung (Dornbusch/Fischer, 1978): Zwischen 1929 und 1969
lassen sich 3/4 des weltweiten Wachstums auf technischen
Fortschritt zurückführen.
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3.5 Die Rolle des TF im WP
Wie misst man technischen Fortschritt?
/ =  / + ( − )  + ( − ) 
⇔ ( − )  = / –  / – ( − ) 
Solow-Residuum
Wachstum der realen Größen
in nominalen Größen (Index  = nominal):
( − )  = / –  – (/ –  )– (– ) 
= / – / – (– ) ( + )
Überschätzung der Inflation = Unterschätzung des
technischen Fortschritts
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3.6 Determinanten des TF
Technologischer Fortschritt ist nicht exogen.
Wodurch entsteht technischer Fortschritt, wie
sind die Kosten-Nutzen-Abwägungen der
Entscheidungsträger?
Ist das Niveau von Forschung und
Entwicklung effizient?
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3.6 Determinanten des TF
Wissen als öffentliches Gut
Nichtrivalität
Nicht-Ausschlussprinzip
Im ökonomischen Prozess dienen Forschung
und Entwicklung (F&E) dem Wettbewerb.
Patente schaffen Eigentumsrechte an Prozessund Produktinnovationen.
Annahme: Gewinnstreben führt zu betriebswirtschaftlich optimalem Aufwand von F & E.
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3.6 Determinanten des TF
Wissen als öffentliches Gut
Gesamtwirtschaftlich haben F&E positive
externe Effekte. Forschungsergebnisse in
einem Institut helfen der Forschung in anderen
Instituten. => positiver externer Effekt
Private Bereitstellung öffentlicher Güter führt
zur Unterversorgung, weil die einzelnen
Entscheidungsträger die externen Effekte
nicht internalisieren.
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3.6 Determinanten des TF
Mikroökonomische Lösung: Subvention der
privaten Bereitstellung oder Bereitstellung des
öffentlichen Gutes durch den Staat.
Vorteile der privaten Bereitstellung:
Kompetitiver und effizienter Einsatz der Mittel.
Effizient im Hinblick auf den Unternehmensgewinn.
Nachteile: Ausrichtung auf Unternehmens- oder
gesamtwirtschaftlichen Gewinn ergibt nicht immer
die gleiche Forschungsrichtung.
Privatisierung der Ergebnisse behindert Spillovers.
Subventionen werden zu Besitzständen.
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3.6 Determinanten des TF
Vorteile der öffentlichen Bereitstellung:
Ausrichtung der Forschung auf Maximierung der
gesamtwirtschaftlichen Wohlfahrt. Starke
Spillovers (z.B. zwischen Forschung und
Ausbildung).
Nachteile: geringere Effizienzkontrolle.
Schlussfolgerung: Koexistenz beider Systeme
und Ausnutzung der jeweiligen Vorteile durch
Aufgabenteilung.
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3.6a Optimaler Patentschutz
Produktinnovationen werden direkt am Markt
bewertet. Klarer Wertmaßstab.
Patente behindern den Produktwettbewerb und
führen daher zu höheren Preisen, geringerer
Konsumentenrente und monopolistischen
Unternehmensgewinnen. => ineffizient
Zugleich bieten Monopolgewinne dem
Unternehmen einen Anreiz in F & E zu investieren.
Optimales Patentrecht muss positive Effekte von
Anreizen zu F&E mit Wohlfahrtsverlusten aus
Monopolisierung abwägen.
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3.6a Optimaler Patentschutz
Optimaler Patentschutz: Ein einfaches Partialmodell
Eine Firma entscheidet, wie viel sie heute für F&E ausgibt,
um ein neues Produkt auf den Markt zu bringen. Die
Wahrscheinlichkeit für erfolgreiche Entwicklung sei (),
wobei  die (heutigen) Ausgaben für F&E bezeichnet.

()

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3.6a Optimaler Patentschutz
Wenn es zur Innovation kommt, ist die Nachfrage nach dem
neuen Produkt:  =  –  
Die Grenzkosten seien konstant = .

Marktsituation während
des Patentschutzes
 = Konsumentenrente im Monopol
 = Monopolpreis > 

Gewinn
Wohlfahrtsverlust



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3.6a Optimaler Patentschutz
Nach Ablauf des Patentschutzes (nach  Perioden)
entsteht Wettbewerb: Der Preis sinkt auf Grenzkosten.

Marktsituation nach Ablauf
des Patentschutzes
∗
 = 
∗
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3.6a Optimaler Patentschutz
Unternehmen entscheidet über Forschungsausgaben 
und maximiert Gegenwartswert der künftigen Gewinne:
Je länger Patentschutz (), desto länger fällt der Gewinn
an, desto höher ist der erwartete Ertrag aus F&E.
Betriebswirtschaftliche optimale F&E-ausgaben hängen
positiv von Dauer des Patentschutzes ab: (), ‘ > 
Aber: längerer Patentschutz führt auch dazu, dass der
Wohlfahrtsverlust längere Zeit anfällt.
Staat entscheidet über Dauer des Patentschutzes  und
maximiert den volkswirtschaftlichen Gewinn.
Nebenbedingung:  = ()
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Firmenentscheidung!
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3.6a Optimaler Patentschutz
Merke: Der optimale Patentschutz wägt ab zwischen:
- Wohlfahrtsverlusten, die durch den monopolistischen
Markt entstehen: Je länger der Patentschutz, desto
höher der Verlust.
- Wohlfahrtsgewinnen, die daraus entstehen, dass erst
durch die erwarteten Monopolgewinne ein Anreiz zur
Innovation entsteht. Bei zu kurzem Patentschutz wird
private F&E unattraktiv. Innovationen bleiben aus!
Schlecht für Wachstum!
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Zwei Sichtweisen:
Technischer Fortschritt erhöht den Output und erlaubt
dadurch höhere Löhne.
Prozessinnovationen setzen Arbeitskräfte frei und
verschlechtern damit den Lohnsatz im
Marktgleichgewicht.
Verschiedene Arten von technischem Fortschritt
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Produktionsfunktion  = (, ) =  ()−
Entlohnung nach Grenzproduktivität
Lohn  = Grenzprodukt Arbeit
= /
 = ( − )  − −
Mietpreis Kapital  = Grenzprodukt Kapital = /
 =  − ()−
=> (Funktionale) Einkommensverteilung:
  = ( − ) ,  =  
Also: beide Faktoreinkommen steigen mit dem BIP
Beachte:   +  = 
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(Euler-Theorem, wg. konst. SE)
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Für die Lohnquote:
 / =  − 
konstant (∗)
Definiere „Hicks-neutraler technischer Fortschritt“:
Bei konstanter Kapitalintensität bleibt auch die
Lohnquote konstant.
=> Der technische Fortschritt entfaltet auf beide Faktoren
eine proportionale Wirkung.
hier: Hicks-Neutralität gegeben, siehe (∗)
aber: andere Formen des TF möglich
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3.7 TF und Einkommensverteilung
(1) Arbeitssparender technischer Fortschritt:
Grenzprodukt des Kapitals steigt relativ zum
Grenzprodukt der Arbeit. Lohnquote sinkt.
(2) Kapitalsparender technischer Fortschritt:
Grenzprodukt des Kapitals sinkt relativ zum
Grenzprodukt der Arbeit. Lohnquote steigt.
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Gewinnmaximierung: Entlohnung der Faktoren zum Grenzprodukt
Konstante Skalenerträge: Output verteilt sich auf Faktorentlohnung

()
 = ( + )  ∗ + 
‘ =  +  = 
( + ) ∗
1
 + 

∗
/( + )

Maß für Einkommensverteilung
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Hicks-neutraler technischer Fortschritt

 = ( + )  ∗ + 
()
‘ =  + 

∗
/( + )
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Hicks-kapitalsparender technischer Fortschritt

()
∗
/( + )

Verhältnis von Löhnen zu Bruttokapitaleinkommen steigt an!
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Hicks-arbeitssparender technischer Fortschritt

()

∗
/( + )

Verhältnis von Löhnen zu Bruttokapitaleinkommen geht zurück.
Reallohn steigt weniger als Mietpreis des Kapitals.
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Arbeitssparender technischer Fortschritt:
Grenzprodukt des Kapitals steigt relativ zum
Grenzprodukt der Arbeit. Lohnquote sinkt.
(Dies lässt steigende Löhne zu, wenn das GP der
Arbeit weniger stark zunimmt als das GP des Kapitals)
Es kann jedoch auch zu einem Rückgang der
Grenzproduktivität des Faktors Arbeit kommen.
Dann sinkt nicht nur die Lohnquote, sondern auch der
Reallohn .
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Hicks-arbeitssparender technischer Fortschritt mit
sinkendem Reallohn

()

∗
/( + )
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Merke: Technischer Fortschritt kann
Verteilungswirkungen haben, wenn die
Grenzproduktivität der verschiedenen Faktoren in
unterschiedlichem Maße gesteigert wird.
Rationalisierungsinvestitionen erübrigen den
Einsatz ungelernter Arbeit und tragen damit zum
Sinken der Niedriglöhne bei.
Empirisch: Zunehmende Lohnspreizung
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Seite 33
3.7 TF und Einkommensverteilung
Lohnspreizung
Real Wage Changes for Full-Time Workers 1963 -1995 (%)
1963-1979
1979-1995
All Workers
17.7
-11.2
By education (years of schooling)
0-11 (less than high school)
12 (high school)
13-15 (less than 4 years of college)
16+ (4 years of college or more)
18+ (graduate school)
17.2
18.8
17.7
18.9
25.8
-20.2
-13.4
-12.4
3.5
14.0
By sex
Men
Women
18.3
16.8
-17.4
-1.5
Source: Lawrence Katz and David Autor, “Changes in the Wages Structure and Earnings Inequality”
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Seite 34
3.7 TF und Einkommensverteilung
Entwicklung der relativen
Löhne, nach dem
Ausbildungsstand in den
Vereinigten Staaten,
1973-1999
Seit den frühen 80er
Jahren sinkt der relative
Lohn von Beschäftigten
mit niedrigem
Ausbildungsstand,
während der relative
Lohn von Beschäftigten
mit hohem Ausbildungsstand steigt
Relativer Lohn = Änderung des Lohnes der Ausbildungsgruppe dividiert
durch Änderung des Durchschnittslohns aller Beschäftigten.
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Entwicklung der relativen Löhne, bei männlichen Berufsanfängern in
Deutschland für unterschiedliche Qualifikationsgruppen, 1979-1996
Relativer Lohn = Änderung des Lohnes der Ausbildungsgruppe dividiert
durch Änderung des Durchschnittslohns aller männl. Berufanfänger.
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3.7 TF und Einkommensverteilung
Gründe für zunehmende Lohnspreizung:
1. Globalisierung (Heckscher-Ohlin-SamuelsonTheorem):
Bei freiem Kapitalverkehr gleichen sich die Löhne gleich
qualifizierter Arbeit international an.
In Schwellenländern ist der Anteil ungelernter Arbeit
größer als in Industrieländern.
Internationale Konkurrenz drückt bei uns vor allem auf
die Löhne gering qualifizierter Personen.
Vorlesung Außenwirtschaft
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3.7 TF und Einkommensverteilung
2. Skill-biased technical progress
Neue Produktionstechniken erfordern höheren Anteil
qualifizierter Arbeit.
Nachfrage nach qualifizierter Arbeit steigt, Nachfrage
nach unqualifizierter Arbeit sinkt.
Wenn es das Ausbildungssystem nicht schafft, den
Anteil der Qualifizierten im gleichen Maß zu steigern,
kommt es zu relativer Knappheit qualifizierter Arbeit.
=> Lohnspreizung.
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Seite 38
TF: Zusammenfassung
Langfristig wird die Wachstumsrate allein durch die Rate
des technischen Fortschritts bestimmt.
Messungen der Rate des technischen Fortschritts
kalkulieren Produktverbesserungen nicht korrekt ein
und unterschätzen daher diese Rate.
Technischer Fortschritt setzt Forschung und
Entwicklung voraus.
F&E sind öffentliche Güter. Im Marktgleichgewicht sind
F&E zu gering.
Prof. Dr. Marco Runkel
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Seite 39
TF: Zusammenfassung
Patentrecht schafft Anreize, mit denen F&E gesteigert
werden, behindert jedoch die effiziente Anwendung
von Forschungsergebnissen.
Technischer Fortschritt führt im Allgemeinen zu Anstieg
aller Faktoreinkommen; je nach Steigerung der
Grenzproduktivitäten kann es aber zu einer „relativen“
Einkommensumverteilung kommen.
Globalisierung und wissensbasierter technischer
Fortschritt erhöhen die Lohnspreizung.
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